SE520644C2 - Arrangemang vid underkörningsskydd för fordon - Google Patents

Description

520 644 ïfïsïil att lastfordonets front tränger in med mycket stor kraft i kupén i personbilen, vilket i sin tur kan medföra allvarliga skador för de åkande i fordonet. I olyckliga fall kan till och lned lastfordonet fortsätta framåt och rulla över personbilen, vilket givetvis kan medföra ännu allvarligare skador.

Olika lösningar har framtagits för att lösa ovanstående problem. I och för sig kan lastfordonet konstrueras med en nedsänkt front, d.v.s. en front där markfrigángen är såpass låg att en personbil inte får plats att tränga in under fast mellan lastfordonet och lastfordonet och klämmas vägbanan vid en kollision. En sådan åtgärd står dock i till det markfrigång för att underlätta körning i ojämn terräng. En nwtsats ovannämnda önskemålet med en hög sänkning av markfrigàngen är således utesluten vid många typer av lastfordon.

En annan lösning på det aktuella problemet är att förse lastfordonet med ett speciellt underkörningsskydd i form av en förstärkt struktur, t.ex. i form av ett kraftupptagande balkelement front. Närmare bestämt anordnas detta balkelement vid en som anordnas horisontellt vid lastfordonets position som motsvarar en förväntad pàkänning av en kraft vid en kollision med en personbil. Med hjälp av ett sådant element kan förhindras att personbilen tränger in under lastfordonets front.

Vidare kan ett sådant underkörningsskydd anordnas så att det är energiabsorberande, varigenom det kan inrättas att ta upp energi vid pàkänning under en kollision. Detta minskar ytterligare risken för allvarliga skador vid en kollision.

Ett förut känt energiabsorberande underkörningsskydd visas i dokumentet EP-A-0557733. Detta underkörningsskydd 520 644 innefattar ett anslagselement som är svängbart upphängt i en fordonsram via två ledarmar. Underkörningsskyddet innefattar vidare ett energiupptagande kolv- och cylinder- arrangemang för absorbtion av energi vid påkänning mot anslagselementet.

Denna kända konstruktion är behäftad med en nackdel i det att den till följd av arrangemanget med de ovannämnda ledarmarna innefattar ett stort antal rörliga delar, vilket och medför en risk för gör den komplicerad funktionsbortfall. Dessutoni är konstruktionen i. viss .mån onödigt instabil vid påkänning i sidled, d.v.s. under kollisions- förlopp där en personbil kolliderar med anslagselementet i en viss vinkel i förhållande till fordonets längsriktning.

I sådana situationer finns en risk att denna kända konstruktion ger vika vid relativt låga kraftpåkänningar.

Den kända konstruktionen ger dessutom begränsade möjligheter att styra energiupptagningen på ett kontrollerat vis under en kollision. I detta avseende föreligger det ett generellt problem vad beträffar behovet av att anpassa_ den energiupptagande förmågan hos ett underkörningsskydd till en förväntad situation med en kollision mellan en personbil och ett lastfordon.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN: Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhanda- hålla ett förbättrat energiabsorberande underkörningsskydd funktion med en för lastfordon, som ger en säker kontrollerad energiabsorbtion vid kraftpåkänning under en kollision.

Ovanstående ändamål uppnås medelst ett arrangemang av ovannämnt slag, vars särdrag framgår av efterföljande patentkrav 1 och som innefattar åtminstone ett spärr- element som är inrättat att medge nämnda svängnings- 520 644 rörelse endast vid påkänning mot anslagselementet med en kraft som överskrider ett förutbestämt gränsvärde.

Genom uppfinningen kan en påkänning under kollision tas upp på ett sätt med minsta möjliga skada på de àkande i personbilen, vilka är de som löper störst risk för skada vid en kollision mellan personbilen och lastfordonet.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen utgörs spärrelementet av åtminstone en fästskruv som är anordnad med utsträckning genom respektive länkelement och som är dimensionerad att upprätthålla en fast förbindelse mellan nämnda länkelement och nämnda ram när nämnda gränsvärde ej energi- har uppnåtts. På så vis fås en kontrollerad absorbtion vid kraftpåkänning.

Enligt en särskild utföringsform av uppfinningen definieras nämnda gränsvärde som en förväntad påkänning vid kollision med en personbil efter en huvudsakligen fullständig komprimering av i personbilen befintliga deformationszoner.

Således kan den kontrollerade energiabsorbtionen anpassas och det förlopp som uppstår vid en förväntad krocksituation med en på ett optimalt- sätt till den kraftpåkänning personbil och ett lastfordon.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att tillhanda- hålla ett förbättrat energiabsorberande underkörningsskydd stabilt i sidled, deformation vid påverkan helt eller delvis från soul är mycket d.v.s. som kan motstå sidan (d.v.s. i förhållande till fordonets färdriktning). Detta ändamål uppnås genom att nämnda länkelement överlappar en konsol - i vilken nämnda länkelement är infäst - längs en yta som är dimensionerad för att svara mot på förhand fastställda krav avseende påkänning mot anslagselementet i helt delvis tvärs fordonets en riktning eller längsriktning. 520 644 I synnerhet fås en mycket god sidostabilitet om länkelementet är utformat med en huvudsakligen L-formad varvid det komponent med två plàtliknande sidoelement, första sidoelementet har sin utsträckning huvusakligen tvärs anslagselementets längsriktning och det andra sidoelementet har sin utsträckning huvudsakligen längs anslagselementets längsriktning, samt varvid sidoelementen är förbundna med varandra.

Fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen framgår av de efterföljande beroende patentkraven.

FIGURBESKRIVNING: Uppfinningen kommer j_ det följande att förklaras närmare med hänvisning till ett föredraget utföringsexempel och de bifogade figurerna, där figur 1 principiellt visar en sidovy av ett arrangemang i enlighet med den föreliggande uppfinningen, figur 2 är en detaljvy av arrangemanget enligt uppfinning, i ett första arbetsläge, figur 3 är en detaljvy av arrangemanget enligt uppfinningen, i ett andra arbetsläge, och figur 4 är en perspektivvy snett bakifrån som visar arrangemanget enligt uppfinningen.

FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER: Uppfinningen utgör ett underkörningsskydd som i synnerhet, men inte uteslutande, är avsett för lastfordon med relativt hög markfrigàng. Figur 1 är en något förenklad sidovy som visar ett lastfordon 1 som är försett med ett arrangemang 520 644 enligt uppfinningen. I figuren visas också en personbil 2.

Av figuren framgår att en eventuell frontalkollision mellan en personbil och ett lastfordon kan leda till att person- bilen kläms fast mellan lastfordonet och vägbanan, vilket kan leda till allvarliga skador på åkande i personbilen 2.

Ett grundläggande syfte med den föreliggande uppfinningen är att förhindra att en sådan situation uppstår.

Lastfordonet 1 är på konventionellt sätt uppbyggd med en ranx soul i sin tur' innefattar' två längsgående rambalkar, varav endast en rambalk 3 framgår av figur 1. Respektive rambalk 3 har last- längsriktning, frontparti. sin utsträckning huvudsakligen i fram till Enligt den föredragna utföringsformen av uppfinningen finns fordonets 1 dess två främre konsoler 4 fast anordnade vid den främre delen av respektive rambalk 3. Av figuren framgår dock endast den finns en sätt med ena av dessa två främre konsoler 4. Vidare Stötfångare 5 anordnad på konventionellt horisontell utsträckning tvärs lastfordonets 1 frontparti.

Stötfångaren 5 är fast förbunden med rambalken 3.

Två ytterligare, bakre konsoler 6 är fast förbundna med en del av respektive rambalk 3 som är positionerad bakom de förstnämnda, främre konsolerna 4. Endast den ena av de två bakre konsolerna 6 framgår av figur 1.

För att förhindra den ovannämnda situationen att person- bilen 1 tränger in under lastfordonets 1 front vid en eventuell frontalkollision eller' offset-kollision (d.v.s. en kollision där personbilens längsgående symmetriaxel är något parallellförskjuten jämfört med lastfordonets längsgående symmetriaxel) är lastfordonet 1 försett med ett Enligt underkörningsskyddet ett anslagselement 7 i form av en balk underkörningsskydd. utföringsformen innefattar med huvudsakligen horisontell utsträckning tvärs fordonets 1 längsriktning. Denna tvärgående balk 7 är företrädesvis 520 644 tillverkad av stål eller annat lämpligt material samt har (alternativt kvadratiskt) tvärsnitt. Tvärbalken 7 är anordnad i lastfordonet 1 på en ett huvudsakligen rektangulärt höjd som svarar mot en viss förutbestämd markfrigång. tvärbalken 7 kan definieras som det avstånd som föreligger från den underliggande vägbanan till Markfrigången hos tvärbalkens 7 undersida. Enligt vad som nämnts ovan måste detta framkomlighet i ojämn terräng och i förekommande fall också avstånd väljas i enlighet med önskemål om i enlighet med rådande lagkrav. För konventionella lastfordon är markfrigången. normalt av storleksordningen mindre än eller lika med 400 mm. tvärbalken 7 upphängd i förhållande till den ovannämnda ramen. Närmare I enlighet med uppfinningen är rörligt bestämt är tvärbalken 7 företrädesvis infäst på så vis att endast ett vilka i sin tur är den är infäst i två länkelement 8 (varav länkelement 8 framgår av figur 1), svängbart infästa i respektive främre konsol 4. Vidare är respektive länkelement 8 svängbart lagrat i en axeltapp 9 som löper genom respektive främre konsol 4. På så vis kan förhållande till lastfordonets 1 under vissa tvärbalken '7 svängas i ramstruktur. Denna svängningsrörelse medges driftsförhållanden, enligt vad som kommer att beskrivas i detalj Under lastfordonet l förhindras dock en sådan svängningsrörelse nedan. exempelvis normal körning med hos tvärbalken 7 och länkelementen 8 genom att länkelementen 8 är låsta i förhållande till respektive främre konsol 4 via åtminstone ett, företrädesvis tre, spärrelement 10 i form av kraftiga fästskruvar.

Tvärbalken 7 är vidare förbunden med respektive bakre konsol 6 via två energiabsorberande förbindelseelement i form av två rör eller stänger ll vilka är kompressibla i längsled. Endast det ena röret ll framgår dock av figur 1. 520 644 Respektive energiabsorberande rör ll är fast förbunden med tvärbalken 7 via de ovannämnda länkelementen 8 (varvid röret ll lämpligen är svetsat i nmtsvarande länkelement) respektive bakre konsol 6. samt är vridbart infäst i Närmare bestämt är röret ll svängbart infäst i en ytterligare axeltäpp 12 med utsträckning genom såväl röret ll som den bakre konsolen 6.

Uppfinningens huvudsakliga uppbyggnad och funktion kommer nu att beskrivas i detalj främst med hänvisning till figur 2, som är en detaljvy i vilken tvärbalken 7 och dess infästning' framgår tydligare. Vid en eventuell kollision mellan lastfordonet och personbilen kommer tvärbalken 7 att påverkas med en stor kraft F. Denna kraft F kommer att fortplantas till respektive främre konsol 4 via respektive länkelement 8, varvid kraften tas upp av fordonets 1 ramstruktur genom att respektive främre konsol 4 är infäst i ramstrukturen och genom att länkelementen 8 är låsta i förhållande till skruvförbandet soul bildas av' de ovannämnda fästskruvarna . respektive främre konsol 4 via Under ett inledande skede vid en kollision mellan lastfordonet och personbilen är det önskvärt att tvärbalken 7 fungerar som en huvudsakligen stum och styv barriär.

Detta respektive länkelement 8 hålls fast förankrat i respektive uppnås genom fästskruvarna 10, med vars hjälp främre konsol 4. Under kollisionsförloppet motsvaras detta också av att de främre deformationszoner som normalt finns i dagens personbilar deformeras under energiupptagning. På så vis kommer den energi som utvecklas under kollisionens skede deformation av upp genom denna Enligt inledande att huvudsakligen tas personbilens deformationszoner. utföringsformen är då fästskruvarna 10 dimensionerade för att motstå de påkänningar som verkar mot anslagselementet 7 under detta inledande skede. 520 644 Genom att tvärbalken 7 och konsolerna 4 tar upp kraften F vid. påkänning från personbilen 2 förhindras således att personbilen 2 tränger in mellan lastfordonet 1 och vägbanan under detta inledande skede.

Det tillstånd deformationszonerna i personbilen har komprimerats och inte längre förmår bidra som föreligger när till någon betydande energiupptagning motsvarar normalt att nått fram till personbilen, t.ex. dess motor och växellåda. En förhöjning tvärbalken 7 har vissa komponenter i av påkänningen som verkar mot tvärbalken 7 uppstår då. Det är en princip bakom uppfinningen att de ovannämnda fästskruvarna 10 är dimensionerade och arrangerade på så vis att de ger vika och slits sönder vid ett forutbestämt gränsvärde som. företrädesvis motsvaras av denna förhöjda påkänning från personbilen. Normalt motsvaras alltså denna förhöjda påkänning av att personbilens deformationszoner huvudsakligen inte längre förmår ta upp någon energi. Vid normala applikationer kan fästskruvarna 10 lämpligen dimensioneras och inrättas så att de ger vika vid en last som är av storleksordningen 30 ton.

När kraften som verkar mot anslagselementet 7 överskrider ett visst gränsvärde kommer således fästskruvarna 10 att brista. Enligt vad som nu kommer att beskrivas med hänvisning till figur 2 och 3 medför detta i sin tur att tvärbalken 7 tillsammans med de två länkelementen 8 tillåts bakåt lastfordonets svängas (d.v.s. i motsatt riktning jämfört med färdriktning under kollisionen). Denna svängningsrörelse sker då kring den vridled som definieras av axeltappen 9. Enligt vad som framgår särskilt tydligt av figur 2 är respektive rör ll företrädesvis utformat med en urtagning eller ett spår lla som löper kring rörets ll periferi. Detta. spår lla fungerar som en anvisning som definierar en lokal försvagning i röret och som styr 520 644 förloppet vid rörets ll komprimering vid påkänning främst i dess längsled. Genom denna anvisning fås större möjligheter att på ett effektivt sätt styra deformationen av respektive rör ll på ett önskat sätt vid en påkänning av beskrivet slag.

Figur 3 motsvarar i huvudsak vad som visas i figur 2, men visar ett andra arbetsläge där tvärbalken 7 och respektive bakåt. Under uppfinningen en svängts ett stycke bakåt energiabsorption genom att respektive rör ll är utformat länkelement 8 har svängningsrörelsen sker enligt och infäst så att det medger energiupptagning under det att detta ändamål är röret ll utformat med ett tvärsnitt och av ett röret ll komprimeras i dess längsriktning. För material som är anpassat för att medge komprimering vid den aktuella normalt påkänning som. uppstår vid den kollisions- situationen. Som ovan nämnts motsvarar denna påkänning av att personbilens deformationszoner har tagit upp energi och att därefter en viss förhöjning av kraften Till följd av att komprimeras kommer en ytterligare andel av den energi som har uppstått. respektive rör ll utvecklas under kollisionen att absorberas.

En fördel med uppfinningen fås genom att respektive rör ll är fast infäst (t.ex. genom svetsning) i respektive länkelement 8 Inedan. det är vridbart infäst i respektive bakre konsol 6, d.v.s. respektive rör ll är vridbart infäst i den axeltapp 12 som framgår av figurerna. Genom denna infästning fås en väl anpassad deformation av röret ll under det att det svänger längs en förutbestämd bana. Detta effektiv deformation med en stor energiupptagning under den del av möjliggör i sin tur en förutbestämd och ett kollisionsförlopp när tvärbalken 7 svänger bakåt.

I figur 4 visas ett arrangemang enligt uppfinningen sett i en perspektivvy snett bakifrån. I figuren visas en sektion 520 644 ll av den ovannämnda tvärbalken 7 och dess infästning i det aktuella vänstra del. De detaljer av uppfinningen som visas i figur lastfordonet, närmare bestämt i dess främre 4 indikeras med samma hänvisningsbeteckningar som i figurerna 1-3.

Av figur 4 framgår särskilt tydligt hur respektive länkelement 8 är infäst i en motsvarande främre konsol 4.

Enligt 'utföringsformen är den yta med vilken respektive länkelement 8 och nntsvarande främre konsol 4 overlappar varandra relativt stor. Denna yta markeras i figur 4 med streckade linjer och hänvisningsbeteckningen A. En viktig fördel som uppnås med detta arrangemang är att dess sidostabilitet, d.v.s. dess förmåga att motstå pàkänningar som verkar (helt eller delvis) tvärs fordonets färdriktning, beror av storleken hos denna överlappande area A. Av denna anledning utformas länkelementet 8 och den främre konsolen 4 på så vis att arean A blir sà stor som möjligt, d.v.s. så stor att uppställda krav avseende sidostabilitet uppnås.

För att ytterligare förbättra sidostabiliteten är företrädesvis länkelementet 8 utformat på det sätt som visas i figur 4, d.v.s. som en huvudsakligen L-formad komponent med två sidoelement, varvid den ena sidan 8a är infäst i den motsvarande främre konsolen 4 med utsträckning huvusakligen tvärs anslagselementets 7 längsriktning, och den andra sidan 8b också är infäst i den främre konsolen 4 men med utsträckning huvudsakligen rätvinkligt från det första elementet 8a. Vid tillverkning av länkelementet 8 tillverkas lämpligen de tvà elementen 8a, 8b som två plåtliknande komponenter som placeras sàsom visas i figur 4 och svetsas samman med varandra och med länkelementet 8 i detta en fördel i ytterligare förbättrad sidostabilitet. övrigt. Sammantaget ger form av 520 644 12 Således kan konstateras att uppfinningen. baseras på att anslagselementet 7 fungerar som en stum barriär vid relativt låga pàkänningar och dessutom tillåts svängas kring axeltappen 9 under energiabsorbtion vid pàkänningar förutbestämt visst gränsvärde. som överstiger ett Energiabsorbtionen fås genom en styrd komprimering av tryckröret ll. Gränsvärdet bestäms genom dimensionerna och placeringen av det skruvförband som bildas av fästskruvarna . Detta ger energiabsorbtionen under en kollision och en hög grad av sammantaget en optimal styrning av säkerhet för i synnerhet de åkande i personbilen under en kollision med lastfordonet.

Uppfinningen är inte begränsad till ovan beskrivna utföringsexempel, utan kan varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Exempelvis kan uppfinningen i princip utnyttjas vid alla typer av fordon, t.ex. lastvagnar, lastmaskiner och bussar, där en relativt hög markfrigång är önskvärd. Uppfinningen är således inte begränsad till att användas vid konventionella lastbilar. konsolerna 4 Vad beträffar .materialval företrädesvis är tillverkade av stål medan anslagselementet gäller att 7 företrädesvis är av stål, alumimium eller annat lämpligt material.

Vidare gäller att uppfinningen i princip även kan användas sonl ett underkörningsskydd son1 anordnas vid ett fordons bakre ändparti eller längs dess sidor. Slutligen kan antalet konsoler 4 och länkelement 8 vara två eller fler till antalet. vilket den beskrivna svängningsrörelsen hos anslagselementet 7 medges (genom att Det gränsvärde vid ovan spärrelementen 10 ger vika och brister) kan definieras så att det nwtsvarar en situation när deformationszonerna i 520 644 13 huvudsakligen fullständigt.

Uppfinningen är dock inte begränsat till detta val av personbilen har deformerats gränsvärde utan kan implementeras genom att gränsvärdet till ett värde tagit upp en generellt kan väljas som motsvarar att skall ha Gränsvärdet kan också bestämmas personbilen viss energimängd. med utgångspunkt från exempelvis en pàkänning med en kraft som väljs i enlighet med rådande lagkrav.

Respektive rör ll kan ha olika tvärsnitt, t.ex. cirkulärt, kvadratiskt eller någon annan form som är lämplig för den önskade komprimeringen respektive rör ll. För en särskilt fördelaktig och styrd komprimering av respektive rör ll kan det dessutom vara försett med den anvisning lla som visas i figur 2. Anvisningen lla kan då vara placerad pà olika sätt bredd beroende av aktuell applikation, samt även i, beroende av samt ges olika dimensioner (t.ex. och djup) i uppsatta krav och önskemål avseende rörets ll komprimering.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 520 644 14 PATENTKRAV:

1. Arrangemang vid underkörningsskydd för fordon (1) innefattande en ram (3), ett anslagselement (7) anordnat vid en position som motsvarar en förväntad påkänning av en kraft (F) vid en eventuell kollision med annat fordon (2), åtminstone ett länkelement (8) som är fast förbundet med. nämnda anslagselement (7) samt infäst svängbart i förhållande till absorberande element (11) som förbinder anslagselementet nämnda ram (3), samt ett energi- (7) med ramen (3) och som är inrättat för komprimering vid en svängningsrörelse hos anslagselementet (7), d ä r a v , att det innefattar inrättat att k ä n n e t e c k n a t åtminstone ett spärrelement (10) som är medge nämnda svängningsrörelse endast vid påkänning mot anslagselementet (7) medt en kraft som överskrider ett förutbestämt gränsvärde, vilket gränsvärde definieras som en förväntad påkänning vid kollision med en personbil efter en huvudsakligen fullständig komprimering av i personbilen befintliga deformationszoner.

2. Arrangemang enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t d ä 1f a v , att nämnda spärrelement (10) utgörs av åtminstone en fästskruv som är anordnad med utsträckning genom respektive länkelement (8) och som är dimensionerad att upprätthålla en fast förbindelse mellan nämnda länkelement (8) och nämnda ram (3) när nämnda gränsvärde ej har uppnåtts.

3. Arrangemang enligt något av föregående patentkrav, kännetecknatdärav,attnämnda energiabsorberande element (11) utgörs av en i sin längsriktning komprimerbar och rörliknande komponent, vars ena ändparti är fast förbundet med nämnda anslagselement 10 l5 20 25 30 35 520 644 l5 (7) och vars andra ändparti är vridbart förbunden med nämnda ram (3).

4. Arrangemang enligt något av föregående patentkrav, att nämnda förhållande (9) som löper genom k ä 11 n e t: e c k r1 a t d. ä 1: a v , (7) är till nämnda ram (3) via en axeltapp anslagselement svängbart anordnat i åtminstone en med ramen (3) förbunden konsol (4).

5. Arrangemang enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att nämnda länkelement (8) överlappar nämnda konsol (4) längs en yta (A) som är dimensionerad för att svara mot på förhand fastställda krav avseende påkänning mot anslagselementet (7) i en riktning helt eller delvis tvärs fordonets (1) längsriktning.

6. Arrangemang enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att nämnda länkelement (8) innefattar en huvudsakligen L-formad komponent med två plåtliknande sidoelement (8a, 8b), varvid det första sidoelementet (8a) har sin utsträckning huvusakligen tvärs andra anslagselementets (7) längsriktning och det sidoelementet (8b) har sin utsträckning huvudsakligen längs anslagselementets (7) längsriktning, samt varvid sidoelementen (8a, 8b) är förbundna med varandra.

7. Arrangemang enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a t ci ä r a \f , att nämnda första sidoelement (Ba) är svängbart inrättad i förhållande till nämnda ram (3).

8. Arrangemang enligt något av föregående patentkrav, kännetecknatdärav,attnämnda element (ll) är utformat med en (lla) styrning av förloppet under nämnda komprimering. energiabsorberande anvisning eller försvagning som är inrättad för »w u 520 644 :::¥:3töïh 16

9. Fordon innefattande arrangemang enligt något av föregående patentkrav.